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2019 年度 実績報告書

クライオ電子顕微鏡によるⅢ型分泌系蛋白質輸送装置の構造基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K14639
研究機関大阪大学

研究代表者

川本 晃大  大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (90631523)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードⅢ型分泌系 / クライオ電子顕微鏡 / 膜タンパク質
研究実績の概要

本研究は、抗生物質を使わず細菌感染を治療する新規治療薬開発に向けて、未だ明らかにされていないⅢ型分泌系の蛋白質分泌機構を解明することを目的としている。具体的には、同じⅢ型分泌系に分類される細菌べん毛蛋白質輸送装置に着目し、クライオ電子顕微鏡を用いてその全体構造を高分解能で明らかにする。野生型と蛋白質の分泌頻度が高くなる変異体の構造を比較することで、蛋白質輸送装置の構造変化を明らかにし、輸送装置の開閉機構および蛋白質分泌機構の解明を目指す。
昨年度に引き続き、可溶化に用いる界面活性剤の濃度や種類を複数検討し、野生型蛋白質輸送装置の構造解析を行った。しかしながら、分解能を向上させる事ができず、構成膜蛋白質も欠落した状態のままであった。そこで、単離精製が成功している4種類の構成膜蛋白質に着目して構造解析を進めた。4種類のうち、3種類の構成膜蛋白質の構造はすでに明らかになっているが、1種類の構成膜蛋白質の構造は明らかにされていなかった。精製条件を検討した結果、構造解析に十分な濃度での単離精製に成功した。また、低分解能であるが、構造解析にも成功した。構造解析の結果から、これまでの生化学的実験から予想されていたものとは異なる対称性で構造を形成していることが明らかになった。また、その構造は、すでに報告されているイオンチャネルの構造と類似性があることが示された。今後は、高分解能での構造解析を成功させ、イオンチャネルとの類似性を議論するとともに、蛋白質の分泌機構の詳細についても明らかにする予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] EMBL Australia/School of Medical Sciences/UNSW Sydney(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      EMBL Australia/School of Medical Sciences/UNSW Sydney
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] Physical& Theoretical Chemistry/Department of Chemistry/University of Oxford(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Physical& Theoretical Chemistry/Department of Chemistry/University of Oxford
  • [雑誌論文] Cryo-EM structures reveal translocational unfolding in the clostridial binary iota toxin complex2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tomohito、Yoshida Toru、Kawamoto Akihiro、Mitsuoka Kaoru、Iwasaki Kenji、Tsuge Hideaki
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 27 ページ: 288~296

    • DOI

      10.1038/s41594-020-0388-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Autonomous Construction of the Flagellar Axial Structure in Inverted Membrane Vesicles2020

    • 著者名/発表者名
      Terashima Hiroyuki、Tatsumi Chinatsu、Kawamoto Akihiro、Namba Keiichi、Minamino Tohru、Imada Katsumi
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 ページ: 126~126

    • DOI

      10.3390/biom10010126

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refined Mechanism of Mycoplasma mobile Gliding Based on Structure, ATPase Activity, and Sialic Acid Binding of Machinery2019

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Miyuki S.、Nakane Daisuke、Toyonaga Takuma、Kawamoto Akihiro、Kato Takayuki、Namba Keiichi、Miyata Makoto
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 10 ページ: 1~12

    • DOI

      10.1128/mBio.02846-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and synthesis of pleated DNA origami nanotubes with adjustable diameters2019

    • 著者名/発表者名
      Berengut Jonathan F、Berengut Julian C、Doye Jonathan P K、Preern Domen、Kawamoto Akihiro、Ruan Juanfang、Wainwright Madeleine J、Lee Lawrence K
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 ページ: 11963~11975

    • DOI

      10.1093/nar/gkz1056

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis for oligomerization of the prokaryotic peptide transporter PepTSo22019

    • 著者名/発表者名
      Nagamura Reina、Fukuda Masahiro、Kawamoto Akihiro、Matoba Kyoko、Dohmae Naoshi、Ishitani Ryuichiro、Takagi Junichi、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 75 ページ: 348~358

    • DOI

      10.1107/S2053230X19003546

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Organization and Assembly of the Export Apparatus of Flagellar Type III Secretion Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Minamino Tohru、Kawamoto Akihiro、Kinoshita Miki、Namba Keiichi
    • 雑誌名

      Current Topics in Microbiology and Immunology

      巻: 1 ページ: 1~17

    • DOI

      10.1007/82_2019_170

  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡によるMycoplasma pneumoniaeの細胞接着タンパク質P1の立体構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      2019年度日本マイコプラズマ学会
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡を使った病原性細菌の運動機能や分泌機構解明への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      第92日本生化学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡による構造解析法チュートリアル2019

    • 著者名/発表者名
      川本晃大
    • 学会等名
      CBI学会2019年大会
    • 招待講演
  • [備考] Press Release:クライオ電子顕微鏡により明らかにした細菌毒素タンパク質の膜透過機構

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/%e6%9c%aa%e5%88%86%e9%a1%9e/press-release20200310_cryo

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公開日: 2021-01-27  

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